‘黑矮星超新星’:物理学家计算出最后一次超新星何时会发生

2020年8月21日06:52:44 发表评论
摘要

新的理论研究发现,在遥远的未来中,许多超新星可能会爆炸许多白矮星,而宇宙中的其他一切都已经死亡并变得安静了很长时间。

'黑矮星超新星':物理学家计算出最后一次超新星何时会发生

我们知道,宇宙的终结不会一声巨响。随着温度降至零,大多数恒星将非常非常缓慢地闪动。

理论物理学家马特·卡普兰(Matt Caplan)说:“这将是一个令人悲伤,孤独,寒冷的地方。”他补充说,没有人会目睹这种在遥远的将来发生的告别。大多数人相信随着宇宙的终结,一切都会变得黑暗。卡普兰说:“这被称为'热死',其中宇宙将主要是黑洞和燃尽的恒星,”卡普兰说。

扰乱黑暗的可能是寂静的烟花-从未发生爆炸的恒星残留物爆炸。伊利诺伊州立大学物理学助理教授卡普兰(Caplan)的新理论工作发现,在宇宙中所有其他事物死亡并变得安静很久之后,许多白矮星可能会在遥远的未来在超新星中爆炸。

现在在宇宙中,当内部核反应在铁心中产生铁时,超新星爆炸中的大质量恒星会突然死亡。铁不能被恒星燃烧-它像毒药一样堆积,触发恒星坍塌,形成超新星。但是,较小的恒星倾向于以更高的尊严去死,萎缩并在生命的尽头变成白矮星。

卡普兰说:“小于太阳质量约10倍的恒星没有像大质量恒星那样在其核心中产生铁的重力或密度,因此它们现在无法在超新星中爆炸。” “随着白矮星在接下来的数万亿年中逐渐冷却,它们将逐渐变暗,最终结冰,成为不再发光的'黑矮星'。” 就像今天的白矮星一样,它们将主要由碳和氧之类的轻元素构成,具有地球的大小,但其质量与太阳差不多,它们的内部密度被压缩成比地球上任何东西大数百倍。

但是,仅仅因为它们很冷并不意味着核反应就停止了。“恒星由于热核聚变而发光-它们的温度足以将小原子核粉碎在一起,形成更大的原子核,从而释放出能量。卡普兰说,速度只会慢得多。“即使在零温度下,融合也会发生,这只需要很长时间。”他指出,这是将黑矮星变成铁并触发超新星的关键。

卡普兰的新著作已被皇家天文学会月刊接受出版,它计算出这些核反应产生铁所需的时间,以及需要爆炸多少不同大小的铁黑矮星。他称其理论爆炸为“黑矮星超新星”,并计算出第一次爆炸将发生在大约10至1100年之间。“多年来,这就像说“万亿”一词差不多有一百次。如果您将其写出来,它将占据一页的大部分时间。在未来,这真是令人难以置信。

当然,并不是所有的黑矮星都会爆炸。“只有最大质量的黑矮星会吹出,大约是太阳质量的1.2到1.4倍。” 尽管如此,这意味着当今存在的所有恒星中多达1%(约10万亿颗恒星)可以期望以这种方式死亡。至于其余的,他们将仍然是黑矮星。“即使核反应非常缓慢,我们的太阳仍然没有足够的质量在超新星中爆炸,即使在很远的将来也是如此。你可以将整个太阳变成铁,但它仍然不会弹出。”

卡普兰计算得出,最大的黑矮星首先爆炸,其次是逐渐减小的恒星,直到大约10 32000年之后再没有其他恒星消失。在那时,宇宙可能确实是死寂而寂静的。“很难想象之后会发生什么,黑矮星超新星可能是宇宙中发生的最后一件有趣的事情。它们可能是有史以来最后一颗超新星。” 等到第一个黑矮星爆炸时,宇宙已经无法识别。“星系将会散布,黑洞将会蒸发,宇宙的膨胀会将所有剩余的物体拉得如此之远,以至于没有一个物体会看到其他物体爆炸。光在物理上甚至不可能传播那么远。”

即使他再也见不到他,卡普兰仍未受阻。“我之所以成为物理学家,是有一个原因。我想考虑一个大问题-为什么宇宙在这里,它将如何结束?” 当被问到接下来会出现什么大问题时,卡普兰说:“也许我们会尝试模拟一些黑矮星超新星。如果我们无法在天空中看到它们,那么至少我们可以在计算机上看到它们。”

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